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Hardware Hacking

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JTAG

JTAG permite realizar uma varredura de limite. A varredura de limite analisa certos circuitos, incluindo células de varredura de limite incorporadas e registradores para cada pino.

O padrão JTAG define comandos específicos para conduzir varreduras de limite, incluindo os seguintes:

• BYPASS permite testar um chip específico sem a sobrecarga de passar por outros chips.
• SAMPLE/PRELOAD faz uma amostra dos dados que entram e saem do dispositivo quando está em seu modo de funcionamento normal.
• EXTEST define e lê estados dos pinos.

Ele também pode suportar outros comandos, como:

• IDCODE para identificar um dispositivo
• INTEST para o teste interno do dispositivo

Você pode encontrar essas instruções ao usar uma ferramenta como o JTAGulator.

The Test Access Port

As varreduras de limite incluem testes do Test Access Port (TAP) de quatro fios, uma porta de uso geral que fornece acesso às funções de suporte de teste JTAG incorporadas em um componente. O TAP usa os seguintes cinco sinais:

• Entrada de clock de teste (TCK) O TCK é o clock que define com que frequência o controlador TAP realizará uma única ação (em outras palavras, pular para o próximo estado na máquina de estados).
• Entrada de seleção de modo de teste (TMS) O TMS controla a máquina de estados finita. A cada pulso do clock, o controlador TAP JTAG do dispositivo verifica a voltagem no pino TMS. Se a voltagem estiver abaixo de um certo limite, o sinal é considerado baixo e interpretado como 0, enquanto se a voltagem estiver acima de um certo limite, o sinal é considerado alto e interpretado como 1.
• Entrada de dados de teste (TDI) O TDI é o pino que envia dados para o chip através das células de varredura. Cada fornecedor é responsável por definir o protocolo de comunicação através deste pino, pois o JTAG não define isso.
• Saída de dados de teste (TDO) O TDO é o pino que envia dados para fora do chip.
• Entrada de reset de teste (TRST) O TRST opcional redefine a máquina de estados finita para um estado conhecido bom. Alternativamente, se o TMS for mantido em 1 por cinco ciclos de clock consecutivos, ele invoca um reset, da mesma forma que o pino TRST faria, razão pela qual o TRST é opcional.

Às vezes, você poderá encontrar esses pinos marcados na PCB. Em outras ocasiões, pode ser necessário encontrá-los.

Identifying JTAG pins

A maneira mais rápida, mas mais cara, de detectar portas JTAG é usando o JTAGulator, um dispositivo criado especificamente para esse propósito (embora também possa detectar pinagens UART).

Ele possui 24 canais que você pode conectar aos pinos das placas. Em seguida, ele realiza um ataque BF de todas as combinações possíveis enviando comandos de varredura de limite IDCODE e BYPASS. Se receber uma resposta, ele exibe o canal correspondente a cada sinal JTAG.

Uma maneira mais barata, mas muito mais lenta, de identificar pinagens JTAG é usando o JTAGenum carregado em um microcontrolador compatível com Arduino.

Usando o JTAGenum, você primeiro define os pinos do dispositivo de sondagem que usará para a enumeração. Você terá que consultar o diagrama de pinagem do dispositivo e, em seguida, conectar esses pinos aos pontos de teste em seu dispositivo alvo.

Uma terceira maneira de identificar pinos JTAG é inspecionando a PCB em busca de uma das pinagens. Em alguns casos, as PCBs podem convenientemente fornecer a interface Tag-Connect, que é uma indicação clara de que a placa também possui um conector JTAG. Você pode ver como essa interface se parece em https://www.tag-connect.com/info/. Além disso, inspecionar os datasheets dos chipsets na PCB pode revelar diagramas de pinagem que apontam para interfaces JTAG.

SDW

SWD é um protocolo específico da ARM projetado para depuração.

A interface SWD requer dois pinos: um sinal bidirecional SWDIO, que é o equivalente aos pinos TDI e TDO do JTAG e um clock, e SWCLK, que é o equivalente ao TCK no JTAG. Muitos dispositivos suportam a Serial Wire ou JTAG Debug Port (SWJ-DP), uma interface combinada JTAG e SWD que permite conectar um probe SWD ou JTAG ao alvo.

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